美国页岩气开发能否带来一场能源革命

编者按：近期，页岩气以“游戏规制改变者”的形象频频见诸世界报刊。世界页岩气资源调查表明，全球页岩气储量超过常规天然气储量，且其分布极为广泛。那么，美国页岩气的成功开发是否意味着一场彻底的能源革命？它能真正改变世界能源供需结构，进而影响地缘政治格局吗？为此，本报约请两位学者展开深入讨论。是为上海东方青年学社与本报联合开设的“争锋”栏目第十六期。

页岩气开发引发能源产业革命

吴力波

北美能源市场的供需平衡发生结构性转折

页岩气是未来能源体系变革的可能性技术选择之一

开发中遇到的问题恰恰指明了技术创新和研发投入的方向

在过去的十年中，美国已经全面掌握了页岩气勘探开发的核心技术，并对其进行快速的产业化推进。2000年，美国页岩气生产量不足100亿立方米，到2011年，美国页岩气产量已达到1800亿立方米。由此，美国成为世界最大的天然气生产国，而且由天然气净进口国转变为净出口国。在福岛核电站事故之后，日本政府面临越来越强的“去核化”压力，预计今年将暂停全部核电站运行，累计减少电力供应近三分之一。因此，日本政府已经开始提出从美国进口液化天然气的构想。德国将在2015年前将其核电比例从20%降低至10%左右。尽管目前德国国内对于页岩气开发持审慎态度，但是其去核化的能源发展战略导向则会对世界天然气市场产生直接影响，成为影响需求预测的重要因素。

北美页岩气革命蔓延

美国是世界重要的能源定价中心，随着页岩气开发规模的井喷式增长，北美能源市场的供需平衡发生结构性转折，这从北美原油、天然气价格的变化趋势中即可得到印证。金融危机以来，美国西德克萨斯中质原油（WTI）价格与英国北海布伦特（Brent）原油价格、迪拜重油价格、米纳斯轻质油价格之间的价差就明显扩大，而其亨利港（HenryHub）管道天然气价格与欧洲管道气价格、亚太液化天然气价格之间的价差更是持续扩大，WTI油价与HenryHub气价的变动趋势也同样出现明显脱钩。在今年四月库欣（NYMEX原油期货交割地）的石油运输管线允许反向输油之前，业界及石油经济专业研究人员甚至开始质疑WTI原油价格、HenryHub气价的世界基准油/气价格的角色在逐渐蜕变，区域性价格特性有增强趋势。然而美国市场显然不希望低迷的油气价格扼杀页岩气的发展，而是希望通过天然气管线的建设大幅度扩张页岩气的市场规模。目前具有丰富页岩气资源的俄克拉荷马州正在更为积极地推动库欣地区天然气管道的建设。近几年来，页岩气开发规模的与日俱增大大提高了管道利用率，即使主要石油和天然气产品交割延迟，也会通过运输页岩气和进口LNG来保证管道的利用率和收益率。这些基础设施建设的加速无疑极大地推动了北美页岩气革命的蔓延。

北美市场以成熟度高、制度健全、流动性充足而成为全球能源市场波动的风向标。特别是近年来随着能源大宗商品属性的持续增强，能源生产、销售、消费部门等实体经济层面的主体对能源市场的直接影响逐渐减弱，而非商业主体如指数投资者、对冲基金等则通过“预警线需求”的预期效应左右着能源市场的周期性波动。页岩气的开发利用尽管在实际供需层面还不足以全面改变北美的能源供需结构，但是其爆发式增长以及由此所带来的全球性的页岩气革命热潮则彻底改变了市场对于北美未来油气资源供需格局的预期，而这种改变既反映到了能源交易市场上的价格变化趋势上，也直接影响到了市场投资者的投资流向。相较其他国家，美国能源市场的独特之处就在于国际油气公司的市场化运营以及地方政府在能源战略上的多元性。因此，页岩气开发有足够的发展空间，而由此所带来的产业革命也是规模空前。

欧亚学习美成功经验

根据BP统计数据，常规天然气储量的全球分布极不平衡，其中北美的地区仅占世界的5.3%，储采比不到10年，大大低于世界其他地区。然而从能源消费结构来看，北美地区对天然气的依赖程度则非常高。这就大大增加了该地区天然气供应的对外依赖程度。而目前页岩气技术的大发展，无疑是北美地区提高其能源供应安全性的有效举措。与此同时，作为主要依赖俄罗斯进口天然气的欧洲国家，在美国成功经验的带动下，也希望能通过页岩气事业的发展来改变对俄罗斯天然气的高度依赖，近几年来欧洲地区一度掀起了一波页岩气事业发展的浪潮。但就目前的状况看，这些开采事业在波兰、瑞典、匈牙利等国都以失败告终，其主要原因有两个：一是开采项目气源不足（基本上是由于勘探和开采技术原因所致），二是受制于社会和环境压力导致项目难产。德国和法国也都已暂停页岩气规模性开发，希望在全面评估和掌握页岩气技术及其带来的生态环境问题之前，审慎对待页岩气的产业化进程。

对于亚太地区而言，常规天然气的储采比尽管比北美地区高出约20年，但是也同样低于其他地区。在亚洲工业化进程逐渐深化、城市化速度也日益提速的情况下，对天然气这一清洁能源的需求乃大势所趋。在常规天然气增长乏力情况下，对非常规气源予以更多关注和重视也是亚洲主要经济体能源发展战略的共同取向所在。中国作为全球最大的温室气体排放国，近年来在低碳转型、能源安全与经济快速增长等多重压力推动下，一直在探求能源供需体系的清洁化、高效化革命。前期在风电、太阳能、新能源汽车等领域的跨越式发展无不彰显了这一国家战略。相较这些新能源利用技术，页岩气作为“常规”化石能源的“非常规”形态，从发展前景来看无疑代表了未来能源体系变革的众多可能性技术选择之一。今年3月我国正式发布《页岩气发展规划2011－2015》,页岩气勘探、开发与利用的国家战略导向初步明确。

尽管北美、欧洲的大量经验表明,页岩气技术还有诸多需要解决的问题，但是这恰恰是指明了技术创新和研发投入的方向。页岩气是否会最终改变世界能源供需格局？其实这一问题的答案并不重要，重要的在于行动：技术创新最大的敌人是风险，而技术创新的最大魅力也在于将风险有效掌控，实现对人类自身发展道路的革命性跨越！

（作者为复旦大学能源经济与战略研究中心常务副主任、教授）

页岩气开发只是一股“热潮”

邵帅

技术瓶颈是各国复制美国“页岩气革命”的最大掣肘

页岩气并没有人们想像得那么“清洁低碳”

美国“页岩气革命”无法打破国际能源市场格局

笔者认为，美国要想通过“页岩气革命”重塑全球能源格局，至少需要满足两个必要条件：其一，美国“页岩气革命”能够在全球快速蔓延，以实现页岩气在全球、至少在能源消费大国的大规模开发，从而对现有常规化石能源进行有效替代而显著改变现有的能源消费结构；其二，美国页岩气的大规模开发能够对世界能源价格，尤其是石油价格产生实质性影响，从而促使世界能源市场的供需博弈达到新的均衡点。但从现实情况来看，上述两个条件在短期内均难以实现。

技术瓶颈与环境风险

首先，技术瓶颈是各国复制美国“页岩气革命”的最大掣肘。美国在页岩气开发上的“大跃进”，主要得益于其在摸索了20多年后才掌握了的突破性核心开采技术水力压裂技术。页岩气开采技术创新的难度从美国《达拉斯晨报》援引业内人士的用词中可见一斑：“页岩气开采已经不是一项技术，而已成为一门艺术。”正因为如此，美国油气公司对页岩气开采的核心技术完全保密，甚至连专利都不申请。美国向外推销其页岩气开发模式和技术，除了想要在那些页岩气储量丰富国家的开发中分得一分羹外，更为隐秘的动机就是，美国可以将页岩气开发技术作为一种“政治武器”，在其认为“合适”的地区，扩大自己的地缘政治影响，并帮助这些国家和地区降低对俄罗斯、伊朗等这样一些既是主要天然气输出国，同时又是美国的潜在威胁者或敌对势力的依赖。因此，美国与他国的技术合作到底有多少诚意，潜在的技术外溢程度究竟有多大，这都直接决定了“页岩气革命”在全球的蔓延速度。况且，不同国家和地区页岩气田的地质条件不尽相同，各国并不适宜照搬美国的开采经验和技术参数，而是需要进行本土化技术改进，甚至需要完全自主研发。如果找不到技术突破这把“金钥匙”，那么页岩气宝藏的大门很难被开启。

第二，页岩气使用及开采过程中的生态环境风险不容忽视。首先，页岩气本身并没有人们想像得那么“清洁低碳”。最近，美国康奈尔大学的一项研究报告指出，页岩气对全球变暖会产生显著影响，其对气候变化的影响高过传统天然气，与煤炭相比，页岩气的碳足迹至少高出20%。其次，水力压裂技术的环境副作用势必会限制其应用推广。一方面，这一技术需要耗费大量水资源且不可回收。根据美国能源部统计，页岩气单井钻井平均用水量高达1.5万立方米。由于钻井所使用的水注入页岩层，比地下蓄水层要深得多，主要被岩石吸收，因此难以再被回收利用。另一方面，页岩气的生产过程较常规油气具有更大的环境风险。由于水力压裂过程需要使用大量含有有毒化学成分的裂解液，如果没有及时处理或出现泄漏，就会可能造成施工区地下水及下游流域的污染。最后，页岩气的开采需要向地下施加高压力，存在引发地质灾害的隐患。目前，法国和保加利亚已经正式颁布法案禁止使用开采页岩气所必需的水力压裂技术，欧洲数个小规模页岩气项目均因存在环境隐患而被叫停。即使在美国，也有包括纽约州在内的一些州已经明令禁止采用水力压裂法。因此，页岩气开发的环保和政治风险，已经给美国“页岩气革命”的前景蒙上了一层阴影。

一种过渡性替代能源

第三，虽然相对于传统天然气而言，页岩气的储量似乎更为丰富，但终归只是一种可耗竭能源，因此，充其量只能在未来几十年内以一种过渡性替代能源的角色存在，以延缓常规化石能源的耗竭速度。我们不妨来算一笔账。据美国能源信息署2012年数据显示，美国本土页岩气技术可采储量为13.7万亿立方米，而《BP世界能源统计年鉴2011》中报告的美国2010年天然气消费量为6834亿立方米，如果参照其2010年的消费增长率5.6%作为其年均增长速度粗略计算的话，美国的页岩气仅够满足其未来10年左右的消费需求。对于全球而言，根据世界能源理事会报告的全球可采储量167.7万亿立方米以及2010年相应数据计算，全球的页岩气同样仅够支撑未来20年不到的消费需求。由此可见，“储量丰富”的页岩气无法从根本上满足人类未来更加长远的社会经济可持续发展的能源需求。因此，美国康奈尔大学豪沃斯教授指出：“我们不应该将页岩气视为未来几十年使用的转型性能源，而是应该努力发展风能和太阳能这样的可再生能源。”

最后，美国“页岩气革命”尚难从根本上打破国际能源市场的现有格局。一份来自ARC金融研究资讯公司对全美34家天然气生产商的调查研究显示，很多专注于开发页岩层的小公司正在濒临倒闭的状态中挣扎。前不久，美国著名的页岩气开发企业切萨皮克能源公司宣布，将削减其在美国的页岩气开发钻探量。这一消息在业界产生了巨大影响，一些页岩气开发商纷纷效仿，准备淡出页岩气产业。而且，数据显示，美国几处页岩气主要产地的产量要么已经达到峰值，要么已经开始下滑。此外，与石油不同，国际天然气贸易的区域性差别十分明显，各区域内的供需关系相对比较稳定，在美国以价格优势去抢占市场份额的同时，以俄罗斯为首的传统天然气供应国绝不会听之任之，美国天然气出口成功与否及其对国际天然气市场格局的影响程度最终反映在各方经济甚至政治博弈的结果上。即使美国能够通过大量出口影响天然气的国际价格，但很多研究显示，天然气与石油的价格在更多的时候呈现出“脱钩”状态，因此，通过天然气的价格影响石油市场格局无异于隔靴搔痒。

综上所述，世界工业发展对化石能源的需求刚性在短期内是难以改变的，在目前来说，页岩气开发至多可以算作一种“热潮”，称之为“革命”还为时尚早。